Stillstand garantiert

Anlagensicherheit: UPS setzt auf neueste Signaltechnik

Die typisch gelbe Leitung des AS-i-Bus sorgt seit kurzem in der UPS Niederlassung Aachen für die Anlagensicherheit. Sämtliche Not-Aus-Taster wurden über eine neue Signaltechnik mit dem Zentralrechner verbunden. Für Logistiker besitzt dieses Konzept deshalb eine immense Tragweite, weil damit keine eigene Sicherheitssteuerung mehr installiert werden muß. Und: Der Installations- oder Wartungsaufwand ist extrem niedrig.

28. September 2003

In der UPS Niederlassung Aachen in Eschweiler/Weißweiler werden täglich bis zu 20.000 Pakete in Containern angeliefert. 120 Mitarbeiter kümmern sich um Sortierung, Zustellung und Abholung der Pakete. Die Paketsortierung erfolgt morgens zwischen 4.30 Uhr und 8.00 Uhr. Die Sortierbänder laufen also etwa dreieinhalb Stunden.

Weil nun bei UPS Sicherheit an oberster Stelle steht, haben sich die Verantwortlichen für die Installation einer neuen Sicherheitstechnik entschieden. Immer dann, wenn Personen durch bewegte Teile wie Rollenbahnen, Gurtförderer, Sorter, Abschieber oder auch Ausschleuser gefährdet werden könnten, garantieren die Not-Aus-Schalter innerhalb von 40 Millisekunden den Stillstand der gesamten Anlage.

Anfangs wurde überlegt, im Bedarfsfall nur die Bänder abzuschalten, die unmittelbar betroffen sind. Sehr schnell zeigte sich aber, daß es pragmatischer ist, alles zu stoppen. Hierfür kam eine neue Sicherheitstechnik zum Einsatz, mit der sich auch große Logistik-Zentren sehr einfach aus- oder nachrüsten lassen. Mit der unter dem Motto „Safety at Work“ angebotenen Signaltechnik von Siemens mit AS-Interface lassen sich mittlerweile über den bekannten AS-i-Bus nicht nur doppelt so viele Slaves pro Netzstrang ansprechen, sondern über sogenannte Sicherheitsmonitore erfüllt AS-i auch die sicherheitstechnischen Anforderungen für Anwendungen der Kategorie 4 gemäß EN 954-1.

In Eschweiler sind an den Schlüsselstellen 26 Not-Aus-Schalter aus dem Siguard Safety Integrated-Programm von Siemens installiert. Die Vorzüge der AS-i-Sicherheitstechnik haben die UPS Fachleute längst erkannt, und einer Lösung mit eigenständigem Sicherheits-Bussystems plus aller zusätzlichen Bauteil-, Installations- und Wartungskosten, vorgezogen. Die angesprochenen Sicherheitsmonitore vom Typ 3RK1105 werden bei der UPS Lösung direkt an die Simatic S7-300 Steuerung angeschlossen.

Im Zeitfenster von nur zwei Wochen organisierte die UPS Betriebstechnik die Nachrüstung der neuen AS-i-Steuerungstechnik parallel zum alten System, ohne daß die täglichen Sortierprozesse gestört wurden. Innerhalb eines Tages ging das neue Sicherheitsnetz zwischen zwei Schichten komplett in Betrieb. Die Umschaltung erfolgte während der normalen Standzeit der Anlage.

Sichere Kommunikation

Typischerweise muß in AS-i-Netzen spätestens nach 100 Metern ein Repeater für die Signalverstärkung zwischengeschaltet werden. Pro AS-i-Strang dürfen nicht mehr als zwei Repeater angeschlossen werden. Vor diesem Hintergrund hat die Betriebstechnik-Mannschaft im UPS Zentrum Aachen eine individuelle Lösung entwickelt.

In der Sortieranlage steht der übergeordnete Host sehr zentral. Durch diesen Anlagenaufbau konnte eine vollkommen untypische Reihenfolge der Slave-Nummerierung gewählt werden. Der Trick: Von den bereits erwähnten vier Sicherheitsmonitoren Typ 3RK1105 für die 26 Not-Aus-Schaltgeräte können die typisch gelben AS-i-Kabel sternförmig verzweigt werden. Das führt dazu, daß selbst bei einer riesigen Paketsortieranlage mit der Ausdehnung von 700 Metern keine Entfernungsprobleme entstehen. Dieses Beispiel zeigt, daß nicht immer eine einzige AS-i-Ringleitung direkt von der Steuerung gelegt werden muß, sondern daß AS-i flexibel und mühelos in vorhandenen Anlagen eingesetzt werden kann.

Ein entscheidender Punkt bei der neuen Schaltungstechnik ist, daß sofort sichtbar wird, welcher Not-Aus-Taster ausgelöst hat. Dazu gibt es in der Steuerung noch eine zusätzliche optische Anzeige, die den Betriebstechnikern in der Logistik-Zentrale die Lokalisierung von Störungen weiter erleichtert.

Die sichere Kommunikation zwischen den Slaves und dem Sicherheitsmonitor wird durch eine zusätzliche Signalübertragung erreicht. Der Sicherheitsmonitor erwartet zyklisch von jedem Sicherheits-Slave ein 4-bit langes Telegramm, das sich nach einem definierten Algorithmus kontinuierlich ändert. Trifft nun durch eine Störung das erwartete Telegramm nicht ein oder wird das für den Alarmfall reservierte Telegramm 0-0-0-0 empfangen, schaltet der Sicherheitsmonitor nach maximal 40 Millisekunden über seine zweikanalig ausgeführten Freischaltkreise die sicherheitsgerichteten Ausgänge ab.

„Safety at Work“ bietet Anlagenbauern den Spielraum, Sicherheitskonzepte einfach zu realisieren. Neben den im UPS Zentrum Aachen neu installierten Not-Aus-Tastern lassen sich natürlich auch alle anderen typischen I/Os wie Magnetschalter, Taster, Laserscanner oder Lichtschranken in der sicheren AS-i-Technik ausführen. Siemens bietet hierzu ein komplettes Programm an. Die Betriebstechniker bei UPS in Eschweiler haben aus der positiven Erfahrung mit AS-i heraus schon die nächste Umrüstaktion in Planung. Längst können nicht mehr nur einfache Signale, sondern auch ganze Datenpakete übertragen werden. Damit schließt sich eine wichtige Diagnoselücke beim AS-Interface.

Störungen schnell behoben

Logistikzentren profitieren durch die einfache Anschlußtechnik über Durchkontaktierungen doppelt von der AS-i-Technik. Bevor ein AS-i-Gerät abgenommen wird, bringt es der Techniker per Tastendruck in eine Servicefunktion. Das neue AS-i-Schaltgerät wird dann einfach eingesetzt, ohne daß es programmiert werden muß. Deshalb sind auch keine speziell ausgebildeten Fachleute notwendig. Das ist deshalb so wesentlich, weil gerade Logistikzentren meist sehr weit verzweigt und die Wege lang sind. Nach den Erfahrungen in der UPS Niederlassung Aachen lassen sich Störungen schnell beheben und auch die Inbetriebnahme läuft besonders schnell. Mit dem Ergebnis, das von UPS bedingungslos gefordert wird: Hundertprozentige Anlagensicherheit.

Erschienen in Ausgabe: 08/2003